Slovenski raziskovalci z objavami v najprestižnejših znanstvenih revijah

Raziskovalci Instituta Jožef Stefan so v zadnjih dneh rezultate svojega dela objavili v dveh najprestižnejših znanstvenih revijah na svetu, Nature in Science. Prof. dr. Dušan Turk je v sodelovanju s sodelavci in tujimi kolegi opravil presejalni test, v katerem so iskali zaviralce virusa sars-cov-2, prof. dr. Uroš Cvelbar pa je s tujimi kolegi odkril in pojasnil pojav, kako je mogoče odpraviti nestabilnosti v tekočinah, kot so vrtinci ali škropljenje, ki jih povzroča vpih plina na površino tekočine.

Znanstvenika poudarjata, da gre za temeljni raziskavi, aplikacijo in uporabnost pa bo dokazovala industrija.
 

Iskanje zdravila proti covidu

Številni znanstveniki so v zadnjih mesecih svoje znanje usmerili v iskanje rešitev, ki bi nas odrešile epidemije koronavirusa. Tako so se sodelavci Odseka za biokemijo, molekularno in strukturno biologijo Instituta Jožef Stefan pod vodstvom dr. Turka povezali z več kot sto tujimi znanstveniki na več kot tridesetih inštitutih, da bi poskušali najti učinkovine, primerne za izdelavo zdravil proti covidu-19. V relativno kratkem času – od marca do oktobra lani so opravili osrednji del študije – jim je to tudi uspelo. Študijo z naslovom Presejalni test z rentgensko difrakcijo na kristalih glavne proteaze razkril zaviralce virusa  sars-cov-2 so objavili v reviji Science.

Trenutno je glavno orožje v boju proti virusu cepivo, a proizvodne kapacitete so omejene in ustrezna precepljenost bo dosežena šele čez nekaj mesecev, ker virus mutira, bo treba proizvajati nove in nove različice cepiv, hkrati pa naš imunski sistem ne nudi dolgotrajne zaščite, ker prehitro pozabi virus, je naštel dr. Turk. »Zato je iskanje zdravil zelo smiselno, da ga dobijo najbolj ogroženi oziroma bolni ljudje. A to je dolgotrajen proces, ki traja leta ali celo desetletja. Zato smo izvedli množični presejalni test na kristalih glavne proteaze, ki poskrbi za replikacijo virusa. Da bi to ustavili, je treba to proteazo inhibirati,« je pojasnil.
​
Odkrili so enajst substanc, ki bi jih lahko uporabili za iskanje novih zdravil ali pa bi jih lahko uporabili vsaj za blaženje poteka bolezni. »Najmočnejšo afiniteto smo opazili pri calpeptinu in pelitinibu. Ena je že v uporabi kot protitumorsko zdravilo, druga pa je v kliničnih preiskavah. Našli pa smo tudi substanco, ki je že v testiranju proti covidu, in sicer v tretji klinični fazi je ifenprodil.«

A ni tako preprosto, je opozoril dr. Turk: »Naše delo je znanstveno delo, v študiji smo sodelovali strukturni, molekularni biologi, virologi in drugi. Nakazali smo, kam gre lahko razvoj, nismo pa naredili zdravila. Nikakor ne želimo, da bi naš članek tako interpretirali. Za razvoj zdravila bodo zadolženi drugi, strokovnjaki medicine in farmacije. Je pa možno, da bi prva zdravila lahko imeli že v prihodnjem letu.«

Dr. Turk je še poudaril, da ena tarča na virus ni dovolj, kakor se je, denimo, pokazalo na primeru virusa hiv. »Šele ko smo po več letih razvili zdravila na več tarč in začeli kombinirati substance, smo dobili ustrezno zdravilo.«


 

Odkritje, pomembno tudi za industrijo

 
V reviji Nature pa je prof. dr. Uroš Cvelbar, vodja Odseka za plinsko elektroniko na inštitutu skupaj s sodelavci iz Koreje objavil članek Stabilizacija tekočinskih nestabilnosti z ioniziranim curkom plina. Tekočinske nestabilnosti so pogost pojav: te se zgodijo, če skozi slamico pihnemo v kozarec soka ali pa če skočimo v bazen in poškropimo vse naokoli. »Vsem znana nestabilnost vode so valovi, ki jih ustvari veter. Nestabilnosti tekočin se pojavljajo tudi v atmosferah planetov in lun,« je pojasnil dr. Cvelbar.
 
S kolegi iz Koreje, s katerimi so sodelovali že v preteklosti, so tokrat preizkušali, kako bi te nestabilnosti odpravili. »Za upodobitev nestabilnosti v tekočini smo uporabili manjšo posodo, v katero smo natočili tekočino in opazovali njeno obnašanje pri udarnem curku plina, ko ni bil in ko je bil ioniziran. Ko je bil plin ioniziran, so se nestabilnosti v tekočini končale. Ugotovili smo, da je mogoče stabilizacijo pripisati ustvarjeni elektrohidrodinamični sili, kar so pred tem potrdili tudi pri preučevanju parametrov in modeliranju, za kar so tudi uporabili superračunalniško infrastrukturo na inštitutu,« je študijo na kratko povzel dr. Cvelbar.
 
Dodal je, da ta »študija ponuja nov vpogled v doslej neznane procese medsebojne odvisnosti šibko ioniziranih plinov, znanih pod imenom hladna plazma, in deformabilnih dielektričnih materialov, kamor spadajo tudi plazemsko-tekočinski sistemi, ki smo jih obravnavali.« Slovenski raziskovalec je še povedal, da dobiva elektronsko pošto kolegov iz vsega sveta, da so te pojave v preteklosti že opazili, a jih niso znali razložiti.

Kakšna pa je uporabna vrednost študije? Dr. Cvelbar je poudaril, da gre za osnovno raziskavo, ki pa bi lahko izboljšala industrijske procese, ki vključujejo curke plinov, denimo postopki pri izdelavi jekla, stekla, pri reaktivnih pogonskih sistemih. »Možno bo kontrolirati nekatere procese v tekočinah, ki izhajajo iz nestabilnosti in so nezaželeni. V šali lahko rečem, da naše odkritje pomeni, da je konec 'špricanja' tekočin, kakor smo ga poznali.«